En un mundo impulsado por la corriente maker y la creatividad, tener una fundición de metal en casa se ha convertido en algo interesante para los entusiastas de la fabricación y la artesanía, o para montar un negocio desde casa. Este proceso fascinante ofrece la posibilidad de moldear y dar vida a una amplia gama de objetos metálicos, desde piezas decorativas únicas hasta componentes funcionales de motores, estructuras, etc.
En este artículo, vamos a ver todo lo que debes saber para tener una fundición de metal en casa, además de recomendarte algunos productos que debes tener para ello, y así que te puedas sumergir en el apasionante mundo del DIY con metales…
Productos recomendados
Para poder comenzar a fundir metales en casa con seguridad y poder crear cosas como un profesional, necesitarás los siguientes productos:
Crisol de carburo de grafito
Molde para metal fundido
Bentonita en polvo para crear moldes personalizados de arena para verter el metal fundido
Horno de fusión para metal
Calentador de inducción sin llama
Yunque de acero
Forja
Martillo de herrero
Guantes térmicos
Pinzas para fundición
Escudo térmico superior
Ropa ignífuga
Extintor de incendios
Máscara anti-gas
Botiquín de primeros auxilios
Otras herramientas de herrería
Otras herramientas de joyería
¿Qué es una fundición de metal?
Una fundición de metal se refiere a un proceso industrial o artesanal en el cual se funde un metal y se vierte en un molde para darle forma a una pieza específica. Durante este proceso, el metal procedente directamente del mineral o de piezas de metal previamente producidas, se somete a una alta temperatura para alcanzar el punto de fusión del metal o aleación.
Una vez fundido, se vierte en un molde que ha sido diseñado previamente para crear una forma y tamaño específicos. Una vez que el metal se enfría y solidifica en el molde, se obtiene una pieza de metal con la forma deseada, ya sea para crear algún objeto de joyería con metales preciosos, para piezas mecánicas o estructurales con formas personalizadas, o para crear lingotes y venderlos.
Este proceso es esencial en la fabricación y ha evolucionado a lo largo de la historia, utilizando diversos métodos y tecnologías. Pero piensa, si hace miles de años se podía fundir metal con prácticas rudimentarias y primitivas, con la actual tecnología puedes hacerlo en casa de forma rápida, segura y eficiente…
Etapas
El proceso de fundición, ya sea en una industria o en casa, se compone de una serie de etapas fundamentales, como:
- Primero se consigue el metal a fundir, ya sea del mineral puro, a partir de otras piezas de ese metal que queremos reutilizar o reciclar, etc.
- Este metal se introduce en un crisol, en el que se aplica calor en hornos o mediante inducción, fundiendo así el metal al alcanzar su punto de fusión.
- Se transfiere el metal en su estado líquido a un molde específico.
- Proceso de endurecimiento o enfriamiento del objeto recién formado.
- Etapa de revisión del producto final, acabados superficiales posteriores (pintado, talla, martillado, soldado,…).
Evidentemente, cuando el metal se obtiene directamente del mineral, se deben agregar algunas sustancias extra para hacer que las impurezas sean apartadas mediante la escoria, aunque esto no es necesario si lo haces a partir del metal ya puro.
Vaciado
Aunque el vaciado de un metal puede parecer fácil, debes tener en cuenta varias cosas. Y es que, una vez calientas el material y alcanzas la temperatura óptima, el metal está listo para ser vertido en su forma líquida en un molde. Pero este flujo a través del sistema de vaciado y la cavidad es una etapa crucial en el proceso de fundición. Para que este paso sea exitoso, es esencial que el metal fluya sin solidificarse a través de todas las áreas del molde antes de endurecerse, ten en cuenta que no todos los moldes son formas simples.
Factores que influyen en el proceso de vaciado incluyen:
- Temperatura de vertido: se refiere a la temperatura del metal fundido al momento de introducirlo en el molde. La diferencia crucial aquí es entre la temperatura de vertido y la temperatura a la que comienza la solidificación (el punto de fusión para un metal puro o la temperatura líquida para una aleación). A esta diferencia de temperaturas a veces se le denomina «sobrecalentamiento». Este debería ser lo más reducido posible para garantizar un llenado adecuado del molde, ya que tanto la velocidad de oxidación como la solubilidad de los gases en el metal líquido dependen de la temperatura.
- Velocidad de vertido: se refiere a la tasa a la cual el metal fundido se vierte en el molde. Si la velocidad es demasiado lenta, existe el riesgo de que el metal se enfríe antes de llenar por completo la cavidad. Si la velocidad de vertido es excesiva, puede generar turbulencia y convertirse en un problema grave, lo que podría provocar la erosión de la arena del molde y atrapar gases y escoria en el metal fundido.
- Turbulencia en el flujo: se produce cuando el metal líquido entra en contacto con las paredes del molde y depende de la velocidad, la viscosidad del metal líquido y la geometría del sistema de llenado. Es importante evitar el flujo turbulento, ya que promueve una mayor interacción entre el metal y el aire, lo que resulta en la formación de óxidos metálicos que pueden quedar atrapados durante la solidificación, deteriorando la calidad de la fundición. Además, el flujo turbulento puede provocar una erosión excesiva del molde debido al impacto del flujo de metal fundido.
Cristalización
Para obtener una estructura cristalina en los metales, se requiere un proceso de enfriamiento controlado después de la fundición. La estructura cristalina en los metales se forma cuando los átomos o iones se organizan de manera ordenada y repetitiva en una red tridimensional, lo que proporciona al material sus propiedades nuevas y muy interesantes.
Cuando un metal se funde, el estado líquido del metal hace que sus átomos estén desordenados, rompiendo sus enlaces y moviéndose libremente. En cambio, si el metal se enfría, estos átomos vuelven a enlazarse, pero de una forma desordenada. Pero si se controla el enfriamiento, se pude hacer que los átomos adopte una estructura cristalina deseada. Esto se consigue mediante un enfriamiento uniforme y muy lento.
Durante el enfriamiento se forman pequeñas agrupaciones de átomos ordenadas, y poco a poco van siendo más y más, produciendo el crecimiento del cristal y extendiéndose por toda la estructura el metal. No obstante, esta red cristalina se podría alterar tras algunos trabajos como el laminado, el temple, el revenido, o la forja, y es necesario un proceso de recristalización. Esto consiste básicamente en calentar el metal a una temperatura en la qu los átomos rompen sus enlaces, y luego se enfría nuevamente para obtener la estructura uniforme.
Existen algunos otros procesos para producir cristales en metales, como aquellos que usan polvo metalúrgico que se compacta y se somete a un proceso de sinterización con calentamiento controlado para que los polvos se fusiones y formen una estructura cristalina densa, pero esto es más complejo…
¿Qué metales puedo fundir en casa?
La respuesta a esta pregunta es: todos. Se pueden fundir todos los metales, siempre y cuando estén a tu alcance, y no sean peligrosos o prohibida su venta, como podrían ser los radiactivos. Lo otro que debes considerar para saber si puedes o no fundir un metal es la temperatura que alcanza tu sistema de inducción o tu horno, ya que según la temperatura de fusión de los metales, podrás fundir solo algunos de ellos. Por ejemplo:
- Galio (Ga) – 29,76 °C.
- Rubidio (Rb) – 39,31 °C
- Potasio (K) – 63,5 °C
- Estaño (Sn) – 231,93 °C
- Plomo (Pb) – 327,46 °C
- Zinc (Zn) – 419,53 °C
- Aluminio (Al) – 660,32 °C
- Cobre (Cu) – 1.984 °C
- Hierro (Fe) – 1.535 °C
- Níquel (Ni) – 1.455 °C
- Plata (Ag) – 961,78 °C
- Oro (Au) – 1.064 °C
- Platino (Pt) – 1.768 °C
- Titanio (Ti) – 1668 ºC
Esto en cuanto a metales puros, pero también tenemos aleaciones que podemos fundir, como:
- Acero inoxidable: entre 1,370°C y 1,480°C.
- Bronce: en el rango de 900°C a 1,000°C, dependiendo de la composición.
- Latón: varía entre 900°C y 940°C, dependiendo de la proporción de cobre y zinc.
- Níquel-hierro (Invar): es aproximadamente 1,430°C.
- Bronce de aluminio: generalmente se encuentra en el rango de 625-675°C.
Hay que decir que la forma en la que se enfrían (de forma lenta o busca) estos metales podría modificar su estructura interna, haciéndolos más duros o más quebradizos, e incluso conseguir la cristalización de su estructura atómica para conseguir metales inteligentes…
Metales ferrosos y no ferrosos
Hay que distinguir bien entre los metales ferrosos y no ferrosos, ya que tienen particularidades diferentes. Por un lado tenemos los metales ferrosos:
- Ferrosos: son aquellos metales que contienen hierro, como puede ser el hierro dulce, el acero, acero inoxidable, etc., y así hasta centenas de aleaciones conocidas. La metalurgia ferrosa representa aproximadamente el 90% de la producción mundial de metales. El hierro se destaca por su densidad, su resistencia cuando se combina con carbono, su amplia disponibilidad y facilidad de refinado, así como su susceptibilidad a la corrosión y sus propiedades magnéticas. La creación de aleaciones de hierro mediante la incorporación de diversos elementos, en proporciones específicas, permite atenuar o eliminar uno o varios de estos atributos.
- No ferrosos: se refiere al proceso de fundir cualquier metal que no sea hierro o no contenga hierro. Ejemplos de estos metales son el plomo, el cobre, el níquel, el estaño, el zinc y, además, los metales considerados preciosos como el oro, la plata y el platino. Es esencial distinguir estos procesos de fundición de los metales ferrosos, ya que requieren procedimientos y recursos diferentes, especializados según el metal que se pretenda trabajar. Suelen ser más reactivos que los materiales ferrosos. A lo largo del proceso, se requieren filtros especiales para eliminar gases reactivos que podrían dañar el metal, como la escoria o el hidrógeno, los cuales podrían obstruir la purificación del metal. Además, se emplean secadoras para mantener los concentrados no ferrosos libres de humedad y se utilizan arenas especializadas en la preparación de los moldes. En términos de técnicas utilizadas, el principio de la fundición de metales no ferrosos es similar al de los metales ferrosos, aunque se aplican algunas técnicas de llenado de moldes especializadas, como la inyección a presión, que garantiza la obtención de piezas con dimensiones mucho más precisas y superficies de mejor calidad.
Recicla y gana
La fundición de metal en casa es una actividad apasionante que, si se realiza de manera adecuada y segura, puede proporcionar oportunidades para ganar dinero, ya sea vendiendo tus joyas, esculturas metálicas, etc., o reciclando multitud de objetos de metal y vendiendo los lingotes resultantes al peso. Aquí tienes algunas ideas:
- Joyas: puedes fundir joyas que no necesites o no te gusten (u otros objetos que sepas que contienen metales preciosos), ya sean de oro o plata, para poder crear una pieza única y venderla al peso. Ten en cuenta que el gramo de oro tiene un precio bastante importante…
- Electricidad: muchos elementos de electricidad y electrónica contienen grandes cantidades de cobre, como es el caso de los cables. Si cuentas con cableado viejo, motores estropeados con sus bobinados de cobre, etc., puedes obtener este cotizado metal.
- Latas: las latas de aluminio que se usan para las bebidas pueden ser fundidas y vender luego el aluminio resultante, una forma de obtener beneficios de algo que se desecha. Algo parecido puede ocurrir con las latas de hojalata que se usan para muchas conservas, aunque esta otra aleación es más barata que el aluminio.
- Otros: ya sean trozos de viga, perfiles, varillas, chatarra, piezas de un desguace, objetos viejos, etc., dependiendo del tipo de metal que sean, también pueden ser fundidos para reciclarlos y obtener otras formas o para venderlos al peso en algún punto especializado.
Otras ideas para hacer
Por supuesto, si quieres salirte del mero reciclaje y venta del metal al peso, también puedes hacer mucho más:
- Piezas: ofrece servicios de fundición para crear piezas de repuesto o restaurar componentes metálicos para personas que restauran coches antiguos, motocicletas o muebles de metal.
- Fundición artística y decorativa: crea elementos decorativos para el hogar, como manijas de puertas, pomos de muebles o lámparas de metal personalizadas.
- Trofeos y premios: abastece a eventos deportivos locales, competiciones o premiaciones con trofeos y premios de metal personalizados.
- Estructuras: funde metal para crear estructuras poco comunes o que no se vendan fácilmente, o tal vez piezas para reparaciones de partes que ya no se fabrican.
- Joyería: puedes fundir metales nobles y preciosos para crear tu propia joyería personalizada y convertirte en un diseñador de moda.
Medidas de seguridad para fundir metal
La fundición de metal es una actividad que implica riesgos significativos, por lo que es esencial seguir medidas de seguridad adecuadas para proteger tu salud y bienestar. A continuación, se presentan algunas medidas de seguridad clave que debes tomar al fundir metal:
- Equipo de protección personal: usa siempre el equipo de protección personal, que incluye gafas de seguridad, botas adecuadas, guantes resistentes al calor, delantales ignífugos y, en algunos casos, cascos y protección para los ojos. También es posible que necesites mascarilla, puesto que en algunos casos se pueden producir gases tóxicos que no debes inhalar.
- Área de trabajo segura: establece un área de trabajo bien ventilada y dedicada a la fundición de metal, preferiblemente en un taller o garaje. Asegúrate de que esté libre de objetos inflamables y que haya extintores de incendios adecuados a mano. Además, si el área tiene una baja humedad, mucho mejor, ya que la presencia de agua en el ambiente podría generar algunos problemas en el proceso.
- Ventilación adecuada: la fundición de metal en casa puede liberar humos y vapores tóxicos al fundir ciertos elementos. Usa un sistema de ventilación adecuado, como un extractor de humos o trabaja al aire libre para evitar la inhalación de estos productos químicos peligrosos.
- Control de incendios: mantén un extintor de incendios de polvo químico seco clasificado para fuegos de tipo D (metales combustibles) cerca de tu área de trabajo. También ten a mano un cubo de arena o una manta ignífuga. Jamás emplees agua para metales que están a temperaturas muy elevadas, ya que puedes generar un incidente mayor.
- Equipo de fundición seguro: utiliza hornos o equipos de fundición diseñados específicamente para esta tarea. Inspecciona el equipo regularmente para asegurarte de que no haya fugas de gas o problemas eléctricos.
- Manejo adecuado de metales: manipula los metales fundidos con cuidado y utilizando pinzas o herramientas adecuadas. Evita el contacto, las salpicaduras, etc., y siempre mantén a las mascotas y a los niños alejados durante el proceso para evitar accidentes.
- Primeros auxilios: siempre debes tener a mano un kit de primeros auxilios cerca de tu área de trabajo y conoce cómo usarlo. Las quemaduras son un riesgo común, por lo que debes saber cómo tratarlas adecuadamente. Y si son quemaduras graves, acude urgentemente a urgencias.
- Formación y experiencia: antes de comenzar a fundir metal, busca capacitación y adquiere experiencia. Aprende sobre los tipos de metales y sus puntos de fusión, así como las técnicas de fundición seguras, lo que puedes y no puedes hacer, etc. Familiarízate con los productos químicos involucrados en la fundición de metal y con los riesgos asociados. Asegúrate de conocer las medidas de seguridad específicas para cada tipo de metal.
Recuerda que la fundición de metal es una actividad que requiere conocimientos y experiencia, por lo que es importante aprender de fuentes confiables y estar siempre atento a la seguridad.
¿Puedo crear aleaciones?
La respuesta a esta otra pregunta es que sí. Puedes crear tus propias aleaciones, siempre y cuando sean entre metales que se pueden alear entre sí, ya que hay algunos que no se pueden mezclar. Por tanto, debes conocer cuáles son las posibilidades antes de proceder a mezclar metales sin ton ni son.
Prácticamente casi todos los metales pueden ser aleados, es decir, combinados con otros metales o elementos para crear aleaciones con propiedades específicas y nuevas. Los metales más propicios a las aleaciones son:
- Hierro (Fe): es un metal base para muchas aleaciones, como el acero, que es una aleación de hierro y carbono. El acero es ampliamente utilizado en la industria y la construcción debido a su resistencia y durabilidad.
- Aluminio (Al): El aluminio se alea con otros metales, como el cobre, el silicio, el zinc y el magnesio, para crear aleaciones que son livianas y resistentes a la corrosión. Ejemplos son las aleaciones de aluminio utilizadas en la industria aeroespacial y de automóviles.
- Cobre (Cu): se utiliza en una variedad de aleaciones, incluyendo el bronce (cobre y estaño) y el latón (cobre y zinc). Estas aleaciones son conocidas por su resistencia, conductividad eléctrica y características estéticas.
- Níquel (Ni): se combina con otros metales, como el hierro o el cromo, para crear aleaciones resistentes a la corrosión, como el acero inoxidable y el Monel.
- Titanio (Ti): se utiliza en aleaciones en la industria aeroespacial y médica debido a su alta resistencia y baja densidad. La aleación más común es el Ti-6Al-4V (Titanio-6% Aluminio-4% Vanadio).
- Plomo (Pb): se utiliza en aleaciones, como el plomo-estaño, para soldadura y en aplicaciones de contrapeso debido a su alta densidad.
- Zinc (Zn): se combina con otros metales para crear aleaciones como el latón y el zamak. El latón es ampliamente utilizado en la fabricación de instrumentos musicales y decoraciones, mientras que el zamak se emplea en piezas fundidas.
- Estaño (Sn): se utiliza en aleaciones de soldadura y en la fabricación de objetos como utensilios de cocina y envases.
- Plata (Ag): se combina con otros metales, como el cobre, para crear aleaciones como la plata de ley utilizada en la fabricación de joyas.
- Oro (Au): se combina con otros metales para crear aleaciones utilizadas en la fabricación de joyas, como el oro de 18 quilates (Au-75%, Cu-25%), etc.
Estos son solo algunos ejemplos, y existen muchas otras aleaciones que se utilizan en diversas aplicaciones industriales, desde la industria aeroespacial hasta la construcción y la electrónica. Las aleaciones permiten ajustar las propiedades de los metales para satisfacer necesidades específicas en una amplia gama de industrias.